Ako zostaviť domácu batériu

Domácu batériu si môžete zostaviť z rôznych častí, ktoré ležia okolo vášho domu. Jednoduchá vlastná batéria vám môže ukázať, ako elektrina prúdi cez objekty od pozitívnych po negatívne konce batérie.

Možno vás prekvapí, aké užitočné môžu byť vaše predmety pre domácnosť pri vytváraní niečoho, čo sa na začiatku môže zdať, že sa dá vytvoriť iba v továrni. Aj keď táto metóda nebude úplne rovnakými chemickými reakciami, aké sa vyskytujú v batériách vyrobených v továrni, môže vám všeobecne ukázať výkon elektriny.

Základy domácej batérie môžete vytvoriť pomocou uzemňovacej batérie, mincovej batérie alebo soľnej batérie. Tieto domáce batérie použijú na vytvorenie elektrického prúdu chemickú reakciu. Tento prúd môžete vytvoriť pomocou základných materiálov ležiacich vo vašom dome spolu s elektrolytickým roztokom.

• V týchto DIY tutoriáloch môžete vytvárať zemné batérie, mincové batérie a soľné batérie pomocou základných princípov elektriny.

Buďte však opatrní. Tieto batérie sú malé a jednoduché, ale nedotýkajte sa obidvoch vodičov, ktoré spájajú konce batérie súčasne. Pri rezaní vodičov alebo testovaní napätia alebo prúdu v prúde buďte mimoriadne opatrní, aby nedošlo ku skratu batérie alebo k úrazu elektrickým prúdom alebo teplom.

Zemné batérie môžete vyrobiť z elektród vyrobených z kovov, ktoré môžu navzájom viesť elektrický prúd. Tieto kovy môžu fungovať, keď sú v samotnej zemi, čo dáva tomuto typu batérie názov. Budete musieť byť vonku v čase, keď nie je nebezpečné počasie, ako napríklad silný dážď alebo búrky.

Budete tiež potrebovať 12 medených klincov (alebo tyčí), ktoré sa umiestnia do zeme, 12 pozinkovaných hliníkových klincov (alebo tyčí), medený drôt a kondenzátory vysokej hodnoty. Okrem toho budete potrebovať voltmetr a rezačky drôtov. Pri vytváraní batérie môžete tiež voliteľne použiť meraciu pásku, hliníkovú fóliu a kompas na prepracovanejšie výpočty.

Predtým, ako začnete kopať vo svojom dvore, uistite sa, že máte povolenie od miestnych verejných služieb alebo iných osôb, ktoré sú vlastníkmi nehnuteľnosti. Z bezpečnostných dôvodov môžete dokonca zvážiť iba hĺbenie niekoľkých centimetrov.

Na výrobu uzemňovacích elektród odstráňte pomocou rezačov drôtu asi 1,5 palca izolácie z medeného drôtu. Ovíjajte prúžky drôtu okolo hliníkových a medených klincov. Potom vložte elektródy a pripojte k nim vodiče multimetra. Nastavte multimetr na jednosmerný alebo striedavý prúd v závislosti od prúdu, ktorý plánujete použiť.

Ak chcete vytvoriť najjednoduchšiu uzemňovaciu batériu, jednobunkovú, môžete začať pribitím jedného medeného klinca a jedného hliníkového klinca do zeme niekoľko metrov od seba. Pripojte ich pomocou medeného drôtu. Uistite sa, že drôt je pevne a bezpečne navinutý okolo hláv každého z nechtov. Skontrolujte multimeter, či viete odčítať prúd.

Pevným obtočením hliníkovej fólie okolo drôtov môžete dosiahnuť dôkladnejší spôsob prenosu náboja medzi nechty. Ak chcete vytvoriť komplikovanejšiu viacčlánkovú batériu, môžete použiť všetkých 12 hliníkových a medených článkov, ktoré sú navzájom prepojené v sériovom obvode striedavo medzi hliníkom a meďou. Každý spojený pár nechtov je v tomto prípade bunkou.

Pretože výkon zemnej batérie závisí od obsahu iónov v zemskej pôde, funguje iba v niektorých častiach krajiny. Prirodzené elektrické prúdy, ktoré pretekajú zemou od železa a iných iónových kovov v zemi, môžu vytvárať prírodnú elektrinu.

Výroba mincovej batérie je ďalším priamym a jednoduchým spôsobom demonštrácie prúdu a napätia v batérii. Potrebujete na to niekoľko medených centov, kúsok alobalu, kúsok mokrého vreckovky alebo lepenky, nožnice, soľ, multimetr a misku s vodou. Môžete tiež voliteľne použiť ocot ako elektrolyt. Aby ste zaistili, že cent je vyrobený z medi, nezabudnite, že bol vyrobený po roku 1982.

Vezmite papierovú utierku alebo vlhký papier alebo lepenku a položte na ňu mincu, aby ste mohli vystrihnúť jej tvar z papierovej utierky alebo mokrého materiálu. Na vytvorenie elektrolytu vmiešajte do misky s vodou niekoľko lyžičiek soli, kým sa nerozpustí. Ak máte ocot, môžete ho použiť ako slabý elektrolyt.

Mokrú látku alebo vreckovku ponorte do misky s elektrolytom a po dvoch minútach ju vyberte. Nasajte z nej prebytočnú vodu. Jeden cent zabalíme do alobalu a vystrihneme jeho tvar. Potom môžete na alobal pridať nasiaknutý materiál a na neho položiť mincu. Toto je váš základný článok batérie.

Vytvorte toľko článkov batérie, koľko chcete, a poukladajte ich na seba. Ak chcete zistiť, či batéria funguje, zaháknite multimetr za obidva konce alebo umiestnením malého LED svetla, ktoré sa rozsvieti v prítomnosti elektrického prúdu. Popremýšľajte, ako je toto usporiadanie podobné mnohobunkovému usporiadaniu zemných batérií.

Podobne ako mincová batéria, aj soľné batérie sa vyrábajú so štvrtinou. Tentokrát budete potrebovať piest injekčnej striekačky, 12 železných alebo zinkových skrutiek, pásy papiera a brúsneho papiera, soľ, voda, multimetr, skrutkovač, LED svetlá, izolačný materiál ako plast alebo lepenka a medený drôt. Pomocou brúsneho papiera odstráňte izoláciu medeného drôtu, ak existuje.

Jeden z prúžkov papiera pevne zatočte okolo skrutky a u všetkých 12 svojich skrutiek naviňte medený drôt okolo nechtu 30 až 40-krát. Uistite sa, že sa medený drôt priamo nedotýka nechtu, ale skôr spočíva na páse papiera.

Pomocou piestu injekčnej striekačky urobte na jednej strane izolačného materiálu šesť otvorov. Pomocou skrutkovača pretlačte všetky skrutky izolačným materiálom do mriežky. Toto nastavenie bude základom toho, ako elektrický prúd preteká obvodom. Pripojte ich pomocou medeného drôtu bezpečne a pevne.

Batériu ponorte na niekoľko minút do slanej vody, aby mohla viesť elektrinu. Keď ho vyberiete z vodného kúpeľa, môžete pomocou multimetra skontrolovať napätie batérie.

Aj keď sú tieto experimenty jednoduché a základné, javy, ktoré ilustrujú, by mohli mať v budúcnosti praktické využitie pri využívaní vody pre lacné nabíjateľné batérie. Výskum elektrolytického materiálu vo fyzike a chémii môže umožniť vedcom používať soľné roztoky ako základ pre batérie.

Súčasnou nevýhodou použitia vody ako elektrolytu pre batérie je to, že nedodáva také veľké napätie ako lítium-iónové články alebo podobné chemické články v batériách. Posledný výskum sa pokúsil prekonať túto prekážku.

Výskum na švajčiarskych federálnych laboratóriách pre vedu a technológiu materiálov nedávno viedol k zisteniu, že použitie sodíka FSI (sodná soľ b (fluórsulfonyl) imid) ako základ soľného roztoku má elektrochemickú stabilitu až 2,6 voltu - takmer dvakrát vyššiu ako v prípade iných vodných roztokov elektrolytické kvapaliny. To by mohlo viesť k lacnejším a bezpečnejším batériám.

Pozemské batérie mali značné historické využitie. Škótsky filozof Alexander Bain vynašiel v roku 1841 zemskú batériu na transformáciu toku prúdu a tento vynález by neskôr vytvoril základ telegrafného prenosu. Ďalší výskum využívajúci zemské batérie by viedol k lepšiemu pochopeniu elektrického poľa Zeme, ako napríklad k zisteniu, že zemské prúdy prúdia z juhu na sever.